XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

На заводе Мэйкер в Караганде используется сварочный робот типа «Кавасаки» на рисунке 1 его вид, из которого ясна его конструкция и назначение. Для вращения манипуляторов использованны шестеренчатые домкраты. Шестеренчатый домкрат есть зубчатое пара с электрическим приводом, в отличие от гидравлических домкратов для роботов, такая конструкция уменьшает число выступающих и подвижных частей на теле робота и уточняет позиционирование основной головки – сварочного аппарата, т.е. делает его подвод в рабочую зону точнее.

Кавасаки имеет манипулятор в верхней части из двух подвижных рычагов, а он способен вращаться вокруг вертикальной оси. Сам корпус может перемещаться по рельсовому пути. Свариваемые детали расставлены вдоль рельсового пути и робот имеет к ним полный доступ, что бы осуществить сварку по заранее разработанной программе. Ясно что программу легко перенастраивать для сварки разных деталей по разным режимам. Проектирование робота осуществляется в пакете Adams который предназначен для решения задач динамики с вложенной в движения теорией Лагранжа – Эйлера.

Важное условие проектирования : применение плоскостных шарниров для движения робота относительно некоторой плоскости.

В нашем случае будет использован вертикальный цилиндрический шарнир для врашения манипулятора относительно вертикальной оси совместно с плоскостным шарниров, который также предотвратит движение цилиндрического шарнира по вертикали, но разрешит движение вдоль плоскости. При этом нижний корпус робота с помошъю поступательных пар сможет передвигаться по рельсам. Так будет осуществлен доступ конструкции к любому узлу расставленному вдоль рельсового пути.

Плоскостные шарниры решают проблему поворотно-поступательного скольжения специального конвейера, разрабатываемого в КарТУ при его перемещении в камере вслед за проходческо очистным комбайном, Рисунок 2. Важное значение имеет и технология маневрирования от 3 до 10 секций камерной крепи, рисунок 3. Моделирование также использует плоскостные шарниры.

Рисунок 1 - Использование плоскостных шарниров для робота Кавасаки

Рисунок 2 - Использование плоскостных шарниров для поворотного конвейера

К онвейер осуществляет сложное движение из штрека в камеру с разворотом на 90 градусов.

Рисунок 3. Применение плоскостных шарниров для маневрирования секциями типа ОКП 70

а)

б)

в)

Рисунок 4 – Установка плоскостного шарнира: а – меню Create an Inplane Joint Primitive; б, в – обозначениеплоскостногошарнира

Здесь на рисунках 3 и 4 при проектировании связи плоскостной шарнир будет соединен с основанием (Ground). Поскольку по умолчанию гравитация включена вдоль оси У, то включение Simulation не приводит модель к движению.

а)

б)

в)

Рисунок 5 – Установка сил для движения под углом к осям: а – меню для установки сил и иммитации движения; б,в – кинограмма движения

На рисунке 4а представлено меню с помощью которого добавляется плоскостной шарнир (вкладка Conection должна быть активной). На рисунке 4б обозначение плоскостного шарнира, а на рисунке 4в его 3 D изображение с уже установленными в двух взаимно перпендикулярных направлениях силами. Расположение площадки показывает плоскость движения детали.

Две силы мы применили, чтобы получить движение под углом к осям. Свойство сил Fixed – обозначает постоянное направление. При установке шарнира выполнено:

- установлен злемент модели;

- нажата кнопка CreateaninpanejointPrimitive;

- используем свойство Pick Geometry Feature;

- нажимаем на элемент модели, отмечая его имя;

- нажимаем Ground;

- нажимаем на зону, куда ставим шарнир;

- появившуюся стрелку направляем вверх;

Появится изображение плоскостного шарнира. Для движения модели вначале добавим силу по оси Х, задав её значение во вкладке Simulation, в результате получим движение по оси Х, затем добавим силу по оси У и в зависимости от соотношения сил получим комплексное движение на рисунке 5а и далее на рисунках 5б и кинограмма смещения детали по осям У и Х.

Код для цитирования: Скопировать